2024屆上海市第四中學高三第二次調研物理試卷含解析

2024屆上海市第四中學高三第二次調研物理試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖（甲）是t=0時刻的波形圖，圖（乙）是x=1.0m處質點的振動圖像，下列說法正確的是（）A．該波的波長為2.0m B．該波的周期為1sC．該波向x軸正方向傳播 D．該波的波速為2.0m/s2、如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端固定一質量不為零的托盤，在托盤上放置一小物塊，系統(tǒng)靜止時彈簧頂端位于B點（未標出）。現(xiàn)對小物塊施加以豎直向上的力F，小物塊由靜止開始做勻加速直線運動。以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標原點，豎直向下為正方向，建立坐標軸。在物塊與托盤脫離前，下列能正確反映力F的大小隨小物塊位置坐標x變化的圖像是（）A． B． C． D．3、2013年12月2日，“嫦娥三號”成為了全人類第一個在月球背面成功實施軟著陸的探測器。為了減小凹凸不平的月面可能造成的不利影響，“嫦娥三號”采取了近乎垂直的著陸方式。已知：月球半徑為R，表面重力加速度大小為g，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的過程中處于超重狀態(tài)B．為了減小與地面的撞擊力，“嫦娥三號”著陸前的一小段時間內處于失重狀態(tài)C．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的周期約為T=D．月球的密度為ρ=4、位于貴州的“中國天眼”（FAST）是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠鏡，通過FAST可以測量地球與木星之間的距離．當FAST接收到來自木星的光線傳播方向恰好與地球公轉線速度方向相同時，測得地球與木星的距離是地球與太陽距離的k倍．若地球和木星繞太陽的運動均視為勻速圓周運動且軌道共面，則可知木星的公轉周期為（）A．年 B．年C．年 D．年5、在圖示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220，副線圈的匝數(shù)可調，L1、L2、L3和L4是四個相同的燈泡。當在a、b兩端加上瞬時值表達式為(V)的交變電壓時，調節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個燈泡均正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．變壓器副線圈的匝數(shù)為440B．燈泡的額定電壓為55VC．變壓器原線圈兩端電壓為220VD．穿過變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.1V6、如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被輕質細線系住放在斜面上，細線另一端跨過定滑輪，用力拉細線使小球沿斜面緩慢向上移動一小段距離，斜面體始終靜止．移動過程中（）A．細線對小球的拉力變小B．斜面對小球的支持力變大C．斜面對地面的壓力變大D．地面對斜面的摩擦力變小二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，在豎直平面內的xOy坐標系中分布著與水平方向成30°角的勻強電場，將一質量為0.1kg、帶電荷量為+0.01C的小球以某一初速度從原點O豎直向上拋出，它的軌跡方程為y1=x，已知P點為軌跡與直線方程y=x的交點，重力加速度g=10m/s1．則（）A．電場強度的大小為100N/CB．小球初速度的大小為C．小球通過P點時的動能為D．小球從O點運動到P點的過程中，電勢能減少8、如圖所示，一列簡諧橫波正沿x軸傳播，實線是t=0時的波形圖，虛線為t=0.1s時的波形圖，則以下說法正確的是（）A．若波速為50m/s，則該波沿x軸正方向傳播B．若波速為50m/s，則x=4m處的質點在t=0.1s時振動速度方向沿y軸負方向C．若波速為30m/s，則x=5m處的質點在0時刻起0.8s內通過的路程為1.2mD．若波速為110m/s，則能與該波發(fā)生干涉的波的頻率為13.75Hz9、如圖所示，在豎直紙面內有四條間距均為L的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1、L2之間與L3，L4之間存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場。現(xiàn)有一矩形線圈abcd，長邊ad=3L，寬邊cd=L，質量為m，電阻為R，將其從圖示位置（cd邊與L1重合）由靜止釋放，cd邊經(jīng)過磁場邊界線L3時恰好開始做勻速直線運動，整個運動過程中線圈始終處于同一豎直面內，cd邊始終水平，已知重力加速度g=10m/s2，則（）A．ab邊經(jīng)過磁場邊界線L1后線圈要做一段減速運動B．ab邊經(jīng)過磁場邊界線L3后線圈要做一段減速運動C．cd邊經(jīng)過磁場邊界線L2和L4的時間間隔大于D．從線圈開始運動到cd邊經(jīng)過磁場邊界線L4過程中，線圈產生的熱量為2mgL－10、如圖所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈（線圈電阻不計）繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉動，線圈通過電刷與理想變壓器原線圈相連，副線圈接一滑動變阻器R，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。要使電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，下列措施可行的是A．n2增大為原來的2倍，ω、R不變B．ω增大為原來的2倍，n2、R不變C．ω和R都增大為原來的2倍，n2不變D．n2和R都增大為原來的2倍，ω不變三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖甲所示，一根伸長可忽略的輕繩跨過輕質定滑輪，兩個質量相等的砝碼盤分別系于繩的兩端。甲、乙兩位同學利用該裝置探究系統(tǒng)加速度與其所受合力的關系。共有9個質量均為m的砝碼供實驗時使用。請回答下列問題：(1)實驗中，甲將左盤拉至恰好與地面接觸，乙把5個硅碼放在右盤中，4個底碼放在左盤中。系統(tǒng)穩(wěn)定后，甲由靜止釋放左盤；(2)若要從(1)的操作中獲取計算系統(tǒng)加速度大小的數(shù)據(jù)，下列器材中必須使用的是____（填正確答案標號）；A．米尺B．秒表C．天平D．彈簧秤(3)請說明用(2)中選擇的器材要測量本實驗中的必要物理量是：_________________；(4)由(3)中測量得到的物理量的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式________________（用所測量物理量的符號表示），可以計算岀系統(tǒng)加速度的大?。?5)依次把左盤中的砝碼逐個移到右盤中，重復(1)(3)(4)操作；獲得系統(tǒng)在受不同合力作用下加速度的大小，記錄的數(shù)據(jù)如下表，請利用表中數(shù)據(jù)在圖乙上描點并作出a-F圖象___________；(6)從作出的a－F圖像能得到的實驗結論是：___________________。12．（12分）某同學用如圖甲所示裝置測當?shù)氐闹亓铀俣?，光電門A、B與光電計時器相連，可記錄小球經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間（1）實驗前用游標卡尺測量小球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d=_____mm（2）讓小球緊靠固定擋板，由靜止釋放，光電計時器記錄小球經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間t1、t2，測出兩光電門間的高度差h，則測得的重力加速度g=_____(用測得的物理量的符號表示)。（3）將光電計時器記錄小球通過光電門的時間改為記錄小球從光電門A運動到光電門B所用的時間，保持光電門B的位置不變，多次改變光電門A的位置,每次均讓小球從緊靠固定擋板由靜止釋放，記錄每次兩光電間的高度差h及小球從光電門A運動到光電門B所用的時間t，作出圖象如圖丙所示，若圖象斜率的絕對值為k，則圖象與縱軸的截距意義為____，當?shù)氐闹亓铀俣葹開___四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝一定量的水，在容器底部有一單色點光源，已知水對該單色光的折射率為4/3，玻璃對該單色光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度為2d．求：（1）該單色光在玻璃和水中傳播的速度（2）水面形成的圓形光斑的半徑（不考慮兩個界面處的反射光線）14．（16分）如圖甲所示，質量均為m＝0.5kg的相同物塊P和Q(可視為質點)分別靜止在水平地面上A、C兩點．P在按圖乙所示隨時間變化的水平力F作用下由靜止開始向右運動，3s末撤去力F，此時P運動到B點，之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞．已知B、C兩點間的距離L＝3.75m，P、Q與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：(1)P到達B點時的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1；(2)Q運動的時間t．15．（12分）如圖所示，平行單色光垂直射到玻璃制成的半徑為R的半球平面上，玻璃對該單色光的折射率為，玻璃半球的下方平行于玻璃半球平面放置一光屏，單色光經(jīng)半球折射后在光屏上形成一個圓形光斑。不考慮光的干涉和衍射，真空中光速為r。求：（i）當光屏上的光斑最小時，圓心O到光屏的距離；（ii）圓心O到光屏的距離為d=3R時，光屏被照亮的面積。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

ABD．根據(jù)甲、乙圖可知，波長4m，周期2s，波速選項AB錯誤，D正確；C．根據(jù)圖乙t=0s時，質點向下振動，所以甲圖x=1m坐標向下振動，由同側法可得波向x軸負方向傳播，選項C錯誤。故選D。2、B【解析】

根據(jù)有可知F隨著x增大而減?。挥捎谝詮椈商幱谠L時，其頂端所在的位置為坐標原點，當F=m(a+g)時，物塊與彈簧脫離，初始時刻F=ma>0故B正確。故選B。3、D【解析】

A．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的過程中萬有引力全部提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故A錯誤；B．為了減小與地面的撞擊力，在“嫦娥三號”著陸前的一小段時間內“嫦娥四號”需要做減速運動，處于超重狀態(tài)。故B錯誤；C．“嫦娥三號”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運動的時萬有引力提供向心力，即：解得：故C錯誤；D．月球表面的重力近似等于萬有引力，則：，月球的密度：故D正確。故選：D。4、B【解析】

該題中，太陽、地球、木星的位置關系如圖：設地球的公轉半徑為R1，木星的公轉半徑為R2，測得地球與木星的距離是地球與太陽距離的k倍，則有：，由開普勒第三定律有：，可得：，由于地球公轉周期為1年，則有：T2年，故B正確，ACD錯誤．5、B【解析】

A．四個燈泡均正常發(fā)光，說明變壓器原、副線圈中的電流相同，根據(jù)可得變壓器副線圈的匝數(shù)故A錯誤；BC．a、b兩端電壓的有效值V=220V設每個燈泡的額定電壓為U0，原線圈兩端電壓為U1，則有U=2U0+U1結合可得U0=55V，U1=110V故B正確，C錯誤；D．原線圈兩端電壓的最大值V根據(jù)法拉第電磁感應定律有，解得穿過原線圈的磁通量變化率的最大值為V故D錯誤。故選B。6、D【解析】

此題是力學分析中的動態(tài)變化題型，其中球的重力以及支持力方向都沒變，故可畫動態(tài)三角形，如圖，可知T慢慢增大，N減小，故AB錯；可由隔離法分析斜面與地面之間力的作用，已知球給斜面的壓力減小，故斜面對地面壓力減小，對地面摩擦力f=Nsin二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】小球，以某一初速度從O點豎直向上拋出，它的軌跡恰好滿足拋物線方程y=x1，說明小球做類平拋運動，則電場力與重力的合力沿x軸正方向，豎直方向：qE?sin30°=mg，所以：，選項A正確；小球受到的合力：F合=qEcos30°=ma，所以a=g；P點的坐標為（1m，1m）；由平拋運動規(guī)律有：；，解得，選項B錯誤；小球通過P點時的速度，則動能為，選項C正確；小球從O到P電勢能減少，且減少的電勢能等于電場力做的功，即：，選項D錯誤；故選AC.點睛：本題考查類平拋運動規(guī)律以及勻強電場的性質，結合拋物線方程y=x1，得出小球在受到的電場力與重力大小關系是解答的關鍵．8、BCD【解析】

A．由圖可得，該波的波長為8m；若波向右傳播，則滿足3+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=30+80k若波向左傳播，則滿足5+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=50+80k當k=0時v=50m/s，則則該波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；B．若波向左傳播，x=4m處的質點在t=0.1s時振動速度方向沿y軸負方向，故B正確；C．若v=30m/s，則則0.8s=3T，即經(jīng)過3個周期，所以x=5m處的質點在0時刻起0.8s內通過的路程為1.2m，故C正確；D．若波速為110m/s，則發(fā)生干涉，頻率相等，故D正確。故選BCD?！军c睛】根據(jù)兩個時刻的波形，分析時間與周期的關系或波傳播距離與波長的關系是關鍵，要抓住波的周期性得到周期或波傳播速度的通項，從而得到周期或波速的特殊值．9、BC【解析】

A．cd邊經(jīng)過磁場邊界線L3時恰好開始做勻速直線運動，cd邊從L3到L4的過程中做勻速直線運動，cd邊到L4時ab邊開始到達L1，則ab邊經(jīng)過磁場邊界線L1后做勻速直線運動，故A錯誤；B．ab邊從L2到L3的過程中，穿過線圈的磁通量沒有改變，沒有感應電流產生，不受安培力，線圈做勻加速直線運動，則ab邊進入下方磁場的速度比cd邊進入下方磁場的速度大，所受的安培力增大，所以ab邊經(jīng)過磁場邊界線L3后線圈要做一段減速運動，故B正確；C．cd邊經(jīng)過磁場邊界線L3時恰好做勻速直線運動，根據(jù)平衡條件有而聯(lián)立解得cd邊從L3到L4的過程做勻速運動，所用時間為cd邊從L2到L3的過程中線圈做勻加速直線運動，加速度為g，設此過程的時間為t1，由運動學公式得得故cd邊經(jīng)過磁場邊界線L2和L4的時間間隔為故C正確；D．線圈從開始運動到cd邊經(jīng)過磁場邊界線L4過程，根據(jù)能量守恒得故D錯誤。故選BC。10、BD【解析】

線圈轉動產生的電壓有效值為：根據(jù)理想變壓器的規(guī)律：根據(jù)歐姆定律：聯(lián)立方程解得：，ω增大為原來的2倍，n2、R不變、n2和R都增大為原來的2倍，ω不變均可電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，BD正確，AC錯誤。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、AB釋放前，用米尺測量右盤離地面的高度h，用秒表記錄右盤下落至地面的時間t系統(tǒng)質量一定時，其加速度與所受合外力成正比【解析】

(2)[1]根據(jù)實驗原理可知，砝碼盤做勻加速直線運動，由公式可知，要得到加速度應測量釋放前，用米尺測量右盤離地面的高度h，用秒表記錄右盤下落至地面的時間t，故AB正確。故選AB；(3)[2]由(2)可知，要測量本實驗中的必要物理量，釋放前，用米尺測量右盤離地面的高度h，用秒表記錄右盤下落至地面的時間t(4)[3]根據(jù)實驗原理可知，砝碼盤做勻加速直線運動，滿足(5)[4]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點如圖(6)[5]由圖像可知，a－F圖像為經(jīng)過原點的一條直線，說明系統(tǒng)質量不變時加速度和合外力成正比。12、11.4小球經(jīng)過光電門B時的速度2k【解析】

（1）[1]由圖